Le scientifique d'Exeter a créé le premier capteur tactile flexible et transparent au graphène. Crédit :Prof Monica Craciun
Une nouvelle technique pionnière pour produire de haute qualité, le graphène à faible coût pourrait ouvrir la voie au développement de la première « peau électronique » vraiment flexible, qui pourrait être utilisé dans les robots.
Des chercheurs de l'Université d'Exeter ont découvert une nouvelle méthode innovante pour produire le matériau miracle graphène nettement moins cher, et plus facile, qu'auparavant possible.
L'équipe de recherche, dirigé par le professeur Monica Craciun, ont utilisé cette nouvelle technique pour créer le premier capteur tactile transparent et flexible qui pourrait permettre le développement d'une peau artificielle pour une utilisation dans la fabrication de robots. Professeur Craciun, du département d'ingénierie d'Exeter, pense que la nouvelle découverte pourrait ouvrir la voie à « une révolution industrielle axée sur le graphène ».
Elle a déclaré :" La vision d'une" révolution industrielle axée sur le graphène " motive des recherches intensives sur la synthèse de graphène de haute qualité et à faible coût. Actuellement, Le graphène industriel est produit à l'aide d'une technique appelée dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Bien qu'il y ait eu des progrès significatifs ces dernières années dans cette technique, c'est toujours un processus coûteux et long."
Les chercheurs d'Exeter ont maintenant découvert une nouvelle technique, qui fait pousser du graphène dans un système CVD à paroi froide industrielle, un équipement de pointe récemment développé par la société britannique de graphène Moorfield.
Le coût typique du graphène produit par CVD standard dépasse 1 £ par cm2, alors que son prix de détail est jusqu'à 21 £ par cm2. Les recherches révolutionnaires des scientifiques d'Exeter montrent un moyen innovant de produire du graphène de haute qualité et à très faible coût, se rapprochant du coût de la feuille de Cu utilisée comme substrat de croissance. Crédit :Prof Monica Craciun
Ce système dit nanoCVD est basé sur un concept déjà utilisé à d'autres fins de fabrication dans l'industrie des semi-conducteurs. Cela montre pour la toute première fois à l'industrie des semi-conducteurs un moyen de produire potentiellement en masse du graphène avec les installations actuelles plutôt que de les obliger à construire de nouvelles usines de fabrication. Cette nouvelle technique fait croître le graphène 100 fois plus vite que les méthodes conventionnelles, réduit les coûts de 99 % et a amélioré la qualité électronique.
Ces résultats de recherche sont publiés dans la principale revue scientifique, Matériaux avancés .
Dr Jon Edgeworth, Le directeur technique de Moorfield a déclaré :« Nous sommes très enthousiasmés par le potentiel de cette percée utilisant la technologie de Moorfield et sommes impatients de voir où cela peut mener l'industrie du graphène à l'avenir. »
Professeur Seigo Tarucha de l'Université de Tokyo, coordinateur du Global Center of Excellence for Physics à l'université de Tokyo et directeur du Quantum Functional System Research Group au Riken Center for Emergent Matter Science a déclaré :« La capacité de fabriquer des produits de haute qualité, le graphène de grande surface (à faible coût) est essentiel pour faire progresser ce matériau passionnant de la science pure et de la preuve de concept au domaine des applications électroniques conventionnelles et quantiques. Après avoir commencé la collaboration avec le groupe du professeur Craciun, nous utilisons du graphène cultivé par CVD Exeter au lieu du matériau exfolié dans nos appareils à base de graphène, dès que possible."
L'équipe de recherche a utilisé cette nouvelle technique pour créer le premier capteur tactile transparent et flexible à base de graphène. L'équipe pense que les capteurs peuvent être utilisés non seulement pour créer une électronique plus flexible, mais aussi une peau électronique vraiment flexible qui pourrait être utilisée pour révolutionner les robots du futur.
Docteur Thomas Bointon, de Moorfield Nanotechnology et ancien doctorant de l'équipe du professeur Craciun à Exeter a ajouté :« Les technologies flexibles et portables émergentes telles que l'électronique de santé et les dispositifs de récupération d'énergie pourraient être transformées par les propriétés uniques du graphène. La procédure extrêmement rentable que nous avons développée pour la préparation du graphène est d'une importance vitale pour l'exploitation industrielle rapide du graphène."
À seulement un atome d'épaisseur, Le graphène est la substance la plus fine capable de conduire l'électricité. Il est très flexible et est l'un des matériaux connus les plus résistants. La course est lancée pour que les scientifiques et les ingénieurs adaptent le graphène à l'électronique flexible.
Professeur Saverio Russo, co-auteur et également de l'Université d'Exeter, a ajouté : « Cette percée favorisera la naissance de nouvelles générations d'électronique flexible et offre de nouvelles opportunités passionnantes pour la réalisation de technologies de rupture à base de graphène. »
En 2012, les équipes du Prof Craciun et du Profesor Russo, du Centre des sciences du graphène de l'Université d'Exeter, découvert que des molécules de chlorure ferrique prises en sandwich entre deux couches de graphène forment un tout nouveau système qui est le matériau transparent le plus connu capable de conduire l'électricité. La même équipe a récemment découvert que GraphExeter est également plus stable que de nombreux conducteurs transparents couramment utilisés par, par exemple, l'industrie de l'affichage.
